CN101413937B - 约束梁的抗火试验装置 - Google Patents

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Abstract

约束梁的抗火试验装置，本发明涉及一种抗火试验装置。本发明为解决现有试验装置无法针对约束梁的抗火性能进行试验的问题。两个试件支座纵向布置在地面上，两个反力架正对布置在两个试件支座的外侧地面上，约束钢柱竖向设置在滚轴上，拉压传感器在反力架与约束钢柱之间，炉体布置在两个试件支座之间的地面上，竖向加载装置上的两根锚杆横向布置在炉体的两侧，千斤顶和称重传感器上下设置在反力钢梁的下面，喷嘴设置在喷口处，油泵与喷嘴连接，油泵与油箱连接，风机与喷口连通，炉体上设有烟道，热电偶设置在炉体壁上。本发明为约束梁的抗火试验提供了试验装置，满足了试验所需的升温、边界约束、反力测量以及加载等试验要求。

Description

约束梁的抗火试验装置
技术领域
本发明涉及一种抗火试验装置。
背景技术
火灾是一种失去控制的燃烧所造成的危害，也是人类共同面临的灾难，它可以无情地夺去许多人的宝贵生命，可以在顷刻间将人类多年创造的财富化为灰烬。火灾主要可分为建筑火灾、森林火灾、工矿火灾、交通运输工具火灾等类型。其中建筑火灾对人们的危害最直接、最严重，因为各种类型的建筑物是人们生活和生产活动的主要场所，也是财产高度集中的场所，而保证建筑物内人员和财产的安全是设计建筑物时应当考虑的最重要的问题之一。梁是建筑物主要水平承重构件，它的主要任务是承受楼板传来的荷载，同时将所受荷载传递到柱子上。实际工程中，梁作为整体结构的一部分，在建筑中受到结构中其它构件的约束，因此称这种建筑梁为约束梁，约束梁在火灾作用下，工作情况比较复杂，因此对在不同工作状况下(施加荷载的大小及位置、边界约束条件等)的约束梁的抗火性能试验研究就尤为重要，为了避免不必要的损失，加强建筑物的防火、抗火性能，首先应了解约束梁在不同工作状况下的抗火性能。目前，国内对建筑构件耐火性能的试验也仅是对建筑构件耐火极限进行简单的测定，针对约束梁的抗火性能的测定还未见，本发明的抗火试验装置属首创。
发明内容
本发明的目的是为解决现有试验装置无法针对约束梁的抗火性能进行试验的问题，提供一种约束梁的抗火试验装置。
本发明包括两个反力架、四个拉压传感器、两个约束钢柱、两个试件支座、炉体、至少一个竖向加载装置、至少一个千斤顶、至少一个称重传感器、油泵、油箱、风机、至少两个热电偶、至少四个滚轴和至少一个喷嘴，两个试件支座纵向布置在地面上，两个反力架正对布置在两个试件支座的外侧地面上，每个试件支座的上端面上设有至少两个滚轴，两个约束钢柱分别竖向设置在两个试件支座上的滚轴上，每两个拉压传感器上下设置在反力架与约束钢柱之间，炉体布置在两个试件支座之间的地面上，每个竖向加载装置由两根锚杆和反力钢梁组成，反力钢梁固装在两根锚杆的上部，至少一个竖向加载装置纵向设置在炉体上且每个竖向加载装置上的两根锚杆横向布置在炉体的两侧，一个千斤顶和一个称重传感器上下设置在反力钢梁的下面且千斤顶的上端与反力钢梁相接触，炉体的纵向一侧的炉体壁上设有至少一个喷口，喷嘴设置在喷口处，油泵的输出端与喷嘴连接，油泵的输入端与油箱连接，风机与喷口连通，炉体与喷口相对应的一侧炉体壁上设有烟道，至少两个热电偶设置在纵向炉体壁上且位于上方，炉体的四周炉体内壁由耐火砖砌筑而成，炉体的四周炉体外壁由普通红砖砌筑而成，炉体的四周炉体内壁与外壁之间填充耐火纤维，炉体的底部由两层耐火砖砌筑而成，炉体的烟道一侧的炉体壁上设有观察孔，炉体纵向两侧炉体壁的上端设有试验槽。
本发明具有如下有益效果：本发明为约束梁在不同工作状况下的抗火试验提供了性能良好的试验装置，基本满足了试验所需的升温、边界约束、反力测量以及加载等试验要求，很好的模拟了建筑结构的火灾环境，使其抗火试验能够顺利成功地完成，从而为研究建筑构件的抗火性能及指导以后的建筑结构的抗火设计打下了良好的基础。
附图说明
图1是本发明抗火试验装置的整体结构示意图，图2是图1的A-A剖视图，图3是图1的B-B剖视图，图4是试验约束梁15与约束钢柱3的连接结构示意图，图5是图2的C-C剖视图，图6是炉体5的侧壁结构组成示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1、图2、图3和图5说明本实施方式，本实施方式包括两个反力架1、四个拉压传感器2、两个约束钢柱3、两个试件支座4、炉体5、至少一个竖向加载装置6、至少一个千斤顶7、至少一个称重传感器8、油泵9、油箱10、风机11、至少两个热电偶12、至少四个滚轴13和至少一个喷嘴14，两个试件支座4纵向布置在地面上，两个反力架1正对布置在两个试件支座4的外侧地面上，每个试件支座4的上端面上设有至少两个滚轴13，两个约束钢柱3分别竖向设置在两个试件支座4上的滚轴13上，每两个拉压传感器2上下设置在反力架1与约束钢柱3之间，炉体5布置在两个试件支座4之间的地面上，每个竖向加载装置6由两根锚杆6-1和反力钢梁6-2组成，反力钢梁6-2通过连接件固装在两根锚杆6-1的上部，至少一个竖向加载装置6纵向设置在炉体5上且每个竖向加载装置6上的两根锚杆6-1横向布置在炉体5的两侧，一个千斤顶7和一个称重传感器8上下设置在反力钢梁6-2的下面且千斤顶7的上端与反力钢梁6-2相接触，称重传感器8的下端设置在试验约束梁15的上端面上，炉体5的纵向一侧的炉体壁上设有至少一个喷口5-1，喷嘴14设置在喷口5-1处，油泵9的输出端通过管路与喷嘴14连接，油泵9的输入端通过管路与油箱11连接，风机11通过管路与喷口5-1连通，炉体5与喷口5-1相对应的一侧炉体壁上设有烟道5-2，烟道5-2连接至室外烟囱，以起到排烟的作用，至少两个热电偶12设置在纵向炉体壁上且位于上方。两个热电偶12用来测量炉体5内的温度，并且能够准确的测量炉体5内的温度，热电偶12通过导线采集装置连接，并将电信号传递给计算机处理系统；烟道5-2连接至室外烟囱，以起到排烟的作用；炉体5、油泵9、油箱10和风机11构成升温系统，升温系统为试验约束梁15提供燃烧热量，模拟火灾环境，炉体5高度不宜过高；试件支座4为试验约束梁15提供支撑，约束钢柱3用来连接试验约束梁15两端，模拟试验要求的试验约束梁15的边界条件；反力架1为试验约束梁15提供纵向约束反力，竖向加载装置6对试验约束梁15进行竖向加载，称重传感器8能测量竖向施加荷载的大小及变化情况，拉压传感器2用以测量纵向约束反力的大小及变化情况；本发明组装前首先根据试验约束梁15的尺寸、跨度来确定试件支座4和炉体5的结构尺寸。
具体实施方式二：结合图6说明本实施方式，本实施方式的炉体5的四周炉体内壁由耐火砖砌筑而成，炉体5的四周炉体外壁由普通红砖砌筑而成，炉体5的四周炉体内壁与外壁之间填充耐火纤维，炉体5的底部由两层耐火砖砌筑而成。这样设计使得炉体5保温效果好，且结构简单、成本低。
具体实施方式三：结合图2和图5说明本实施方式，本实施方式的炉体5的烟道5-2一侧的炉体壁上设有观察孔5-3。观察孔5-3便于观察炉体5内的燃烧情况及试验构件在试验过程中的变化，观察孔5-3还可用来将试验中需要的某些数据测量导线接出连接至炉体5外部的数据采集或处理装置。
具体实施方式四：结合图3说明本实施方式，本实施方式的炉体5纵向两侧炉体壁的上端设有试验槽5-4。试验槽5-4用来将试验约束梁15下到炉体5内，使试验约束梁15的三面都能受火，从而模拟出约束梁的受火情况，试验所采集的数据更加准确。
工作原理：首先将试验约束梁15就位于试验槽5-4中，试验约束梁15的两端分别通过连接端板和连接件与两个约束钢柱3连接，如图4所示；暴露的炉顶由耐火纤维板17覆盖，试验前用耐火纤维16将试验约束梁15的上表面与其它面隔离以模拟试验约束梁15三面受火的情况；如图3所示，将轻质柴油作为燃料装入油箱10内，经油泵9送至喷嘴14，燃油在喷口5-1处与风机11送入的压力空气混合后雾化，在喷口5-1前被点燃，火舌喷入炉体5内，炉体5内的温度利用热电偶12测量，热电偶12通过电信号将炉体5内的温度传递给计算机处理系统，通过计算机处理后得出炉内温度的变化曲线。

Claims (1)

1.一种约束梁的抗火试验装置，其特征在于：它包括两个反力架(1)、四个拉压传感器(2)、两个约束钢柱(3)、两个试件支座(4)、炉体(5)、至少一个竖向加载装置(6)、至少一个千斤顶(7)、至少一个称重传感器(8)、油泵(9)、油箱(10)、风机(11)、至少两个热电偶(12)、至少四个滚轴(13)和至少一个喷嘴(14)，两个试件支座(4)纵向布置在地面上，两个反力架(1)正对布置在两个试件支座(4)的外侧地面上，每个试件支座(4)的上端面上设有至少两个滚轴(13)，两个约束钢柱(3)分别竖向设置在两个试件支座(4)上的滚轴(13)上，每两个拉压传感器(2)上下设置在反力架(1)与约束钢柱(3)之间，炉体(5)布置在两个试件支座(4)之间的地面上，每个竖向加载装置(6)由两根锚杆(6-1)和反力钢梁(6-2)组成，反力钢梁(6-2)固装在两根锚杆(6-1)的上部，至少一个竖向加载装置(6)纵向设置在炉体(5)上且每个竖向加载装置(6)上的两根锚杆(6-1)横向布置在炉体(5)的两侧，一个千斤顶(7)和一个称重传感器(8)上下设置在反力钢梁(6-2)的下面且千斤顶(7)的上端与反力钢梁(6-2)相接触，炉体(5)的纵向一侧的炉体壁上设有至少一个喷口(5-1)，喷嘴(14)设置在喷口(5-1)处，油泵(9)的输出端与喷嘴(14)连接，油泵(9)的输入端与油箱(11)连接，风机(11)与喷口(5-1)连通，炉体(5)与喷口(5-1)相对应的一侧炉体壁上设有烟道(5-2)，至少两个热电偶(12)设置在纵向炉体壁上且位于上方，炉体(5)的四周炉体内壁由耐火砖砌筑而成，炉体(5)的四周炉体外壁由普通红砖砌筑而成，炉体(5)的四周炉体内壁与外壁之间填充耐火纤维，炉体(5)的底部由两层耐火砖砌筑而成，炉体(5)的烟道(5-2)一侧的炉体壁上设有观察孔(5-3)，炉体(5)纵向两侧炉体壁的上端设有试验槽(5-4)。
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